חיישן קיבולי ללא מגע עם מהוד קוורץ. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

חיישן קיבולי ללא מגע עם מהוד קוורץ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

עבור חיישנים קיבוליים ללא מגע המשמשים בהתקני אזעקה לפריצה כדי לשלוט בהתקרבות של אובייקט לאזור מוגן, נעשה שימוש לעתים קרובות במחוללי פולסים מלבניים על מגברים תפעוליים, המורכבים לפי הסכמה הקלאסית [1]. בין החסרונות של גנרטורים כאלה, יש לציין, קודם כל, את היציבות הנמוכה של התדר של המתנד העצמי שנקבע על ידי מעגל RC, מה שמוביל לחוסר האמינות של המכשיר.

ניסיונות להגביר את רגישות המכשיר, כפי שצוין במאמר זה, גורמים להפרעות ("מהבהבים") או חיוביות שגויות מהפרעות רשת, הגורמות לתוצאות חיוביות שגויות תקופתיות מבלי להתקרב לחיישן האובייקט או, להיפך, לאי הפעלה כאשר אובייקט מתקרב. החיישן.

ניתן לבטל את החסרונות הללו אם מהוד קוורץ מחובר בסדרה עם החיישן הקיבולי, אשר, בהיותו נרגש בתדירות התהודה הסדרתית, מפצה על המרכיב התגובתי של ההתנגדות המורכבת של החיישן הקיבולי, ומקל על המרה של שינויים ב. הקיבול החשמלי של החיישן להתנגדות אקטיבית [2] מכשיר כזה נקרא דילקומטר קוורץ.

חיישן קיבולי ללא מגע עם מהוד קוורץ
איור. מספר

בחיישן הקרבה המתואר להלן, המורכב לפי הסכמה באיור. 1, מהוד קוורץ מפונה ZQ1 זמין מסחרית של תהודה סדרתית בתדר fpe3 = 300 קילו-הרץ מחובר בסדרה עם החיישן הקיבולי Sd. לתהודה יש את הפרמטרים החשמליים המקבילים הבאים: השראות - 21,7 H; קיבול - 0,013 pF; התנגדות - 90 אוהם; קיבול בין-אלקטרודה - 6,5 pF; גורם איכות - כ 455000.

יש לציין שרוב המתנדים העצמיים פועלים בתדר שאינו עולה בקנה אחד עם תדירות התהודה הסדרתית של מהוד הקוורץ. לדוגמה, שלוש נקודות קיבוליות ידועות מעוררות בתדר גבוה יותר. זה מוביל לכך שמקדם האיכות של המהוד יורד, מה שמפחית את יציבות התדר של המתנד, את הקרוב ביותר לתדר התהודה של התהודה הסדרתית מספק מתנד הגשר, ולכן יש לו יציבות תדר מקסימלית.

על מנת להגביר את הרגישות והיציבות של מד הקרבה הקיבולי ללא מגע, המתואר בפירוט ב-[1], רצוי להשתמש בדיאלקומטר קוורץ.

לצורך ניסויים, אלמנט (חיישן) רגיש בקוטר 60 מ"מ, דומה לזה ששימש במכשיר המוזכר ב-[1], היה עשוי מגטינקס מצופה בנייר כסף. הקיבול של החיישן בחלל פנוי (ללא עצמים מרווחים), שנמדד על ידי מכשיר בתדר גבוה E7-9, התברר כ-2,51 pF. עם חיישן כזה ומהוד הקוורץ הנ"ל, ההתנגדות החשמלית המקבילה של מעגל התהודה-חיישן הסדרה היא 1160 אוהם.

כאשר מתקרבים לחיישן של כל אובייקט - ידיים, למשל, הקיבול של החיישן גדל, וההתנגדות הפעילה המקבילה של המעגל יורדת. אם הקיבול גדל ב-1 pF, אז ההתנגדות החשמלית המקבילה תהפוך ל-732 אוהם, כלומר, היא תקטן ב-428 אוהם.

לפיכך, הרגישות של הדילקומטר לשינוי בקיבול של החיישן היא 428 אוהם/pF.

כממיר משני במונה, נעשה שימוש במתנד גשר המבוסס על טרנזיסטור אחד, המופעל על ידי תא גלווני במתח של 1,5 וולט.

המכשיר מורכב מגשר מדידה, מגבר מתח על טרנזיסטור VT1, גלאי על דיודות VD1, VD2 ומחוון קרבה, שהוא מיקרו-אמפרמטר RA1. שתי זרועות של גשר המדידה מיוצגות על ידי חצאי מתפתל L1 של שנאי בתדר גבוה. הזרוע השלישית - מדידה - מורכבת מתהוד קוורץ ZQ1 וחיישן קיבולי SD1, והרביעית - לדוגמה - של נגדים R1 ו-R2 .

מתח המוצא של גשר המדידה דרך הקבל C1 מחובר לבסיס של טרנזיסטור ההגברה VT1. המתפתל L2 יחד עם הקבל C3 יוצרים מעגל תנודה מקביל, אשר חייב להיות מכוון לתדר התהודה הסדרתי של מהוד הקוורץ של 300 קילו-הרץ על ידי בחירת הקבל C3. בתדר זה, למעגל יש התנגדות מקסימלית, המספקת את הרווח המקסימלי. של הטרנזיסטור VT1 והעדפת עירור של תנודות בתדר היסודי של מהוד הקוורץ.

מתח המוצא המוגבר מוזן לכניסת גשר המדידה כאות OS, תוך יצירת תנאים לעירור תנודות עצמיות בתדר תהודה סדרתית, ולכניסה של הגלאי שנעשתה על הדיודות VD1 ו-VD2 לפי ערכת ההכפלה. המתח שזוהה גורם לחץ של מד המיקרו-אמפר PA1 לסטות.

במצב ההתחלתי (כאשר אין חפצים באזור הרגישות של החיישן), אין תנודות עצמיות ואין מתח במוצא הגלאי, שכן ההתנגדות של זרוע המדידה של הגשר גדולה מההתנגדות של זה לדוגמה, המוגדר על ידי נגד הכוונון R2. אם ההתנגדות הפעילה של זרועות המדידה והדוגמאות של הגשר שווה, גם אין תנודות עצמיות.

התקרבות של אובייקט לחיישן קיבולי גורמת לעלייה בקיבול שלו, ומכאן לירידה בהתנגדות המקבילה. כאשר ההתנגדות של זרוע המדידה של הגשר הופכת פחותה מזו המופתית, יתרחשו תנודות עצמיות, שיצוינו על ידי המיקרו-אמפר. נגד החיתוך R2 מווסת את רגישות המכשיר, או, במילים אחרות, קובע את המרחק לאובייקט מתקרב הגורם לתנודות עצמיות.

המכשיר יכול לתקן באופן אמין את הגישה לחיישן היד במרחק של 10 ס"מ (המחט של המיקרו-אמפר סוטה ב-10 חלוקות). ניתן להגדיל את הרגישות של המכשיר על ידי הגדלת גודל החיישן, מתח האספקה, יחס הטרנספורמציה של השנאי בתדר גבוה, כמו גם הפחתת ההתנגדות של הנגדים R3 ו-R4.

כאינדיקטור שימש מיקרו-אמפר M283K עם זרם סטיית מחט מרבי של 100 מיקרו-אמפר (100 חלוקות). בניסויים נקבעה הרגישות כך שכאשר קיבול החיישן השתנה ב-1 pF, מחט המיקרו-אמפר סטתה לסולם המלא, מה שמתאים לשינוי בהתנגדות הפעילה המקבילה של מעגל התהודה-חיישן מ-1160 עד 732 אוהם, כלומר 428 אוהם (קנה מידה ליניארי). לכן, חלוקה אחת של סולם המיקרו-אמפר M283K התאימה לשינוי בהתנגדות ב-4,3 אוהם. וקיבול ב-0,01 pF.

ניתן להגדיל את רגישות המכשיר ל-0,001 pF לחלוקה של המיקרו-אמפר. זה לא כולל הפרעות רשת.

חיישן קיבולי ללא מגע עם מהוד קוורץ
איור. מספר

עם מתח אספקה של 1 5 וולט, צריכת הזרם היא 0,5 mA. ניתן להחליף את הטרנזיסטור KT315B ב-KT368B או KT342B השנאי בתדר גבוה מלופף על טבעת K 10x6x2 עשויה פריט M3000NM. כדי להגדיל את גורם האיכות של מעגל התנודה L2C3, נחתך בטבעת פער ברוחב 0,9 ... 1,1 מ"מ, כפי שמוצג באיור. 2 באמצעות דיסק שוחק המשמש ברפואת שיניים. הפער מקל מאוד על סלילה של סלילי השנאי.פיתול L1 מכיל 50 סיבובים עם ברז מהאמצע, ו-L2 - 75 סיבובים. שניהם עשויים בתפזורת עם חוט PELSHO בקוטר של 0,15 מ"מ

קבלים - סדרת KM קרמית. קבל C3 נבחר בתוך 750...900 pF כדי לספק תדר תהודה של 300 קילו-הרץ.

ספרות:

Moskvin A. חיישנים קיבוליים ללא מגע. - רדיו, 2002, מס' 10. עמ'. 38, 39.
Savchenko V., Gribova L. מהוד קוורץ ממיר כמויות לא חשמליות לכמויות חשמליות. - רדיו, 2004, מס' 2, עמ'. 34-36.

מחבר: V. Savchenko, L. Gribova, Ivanovo; פרסום: radioradar.net

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

רמקול אלחוטי Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

בעולם של טכנולוגיית אודיו מודרנית, היצרנים שואפים לא רק לאיכות צליל ללא דופי, אלא גם לשילוב פונקציונליות עם אסתטיקה. אחד הצעדים החדשניים האחרונים בכיוון זה הוא מערכת הרמקולים האלחוטיים החדשים Samsung Music Frame HW-LS60D, שהוצגה באירוע 2024 World of Samsung. ה-Samsung HW-LS60D הוא יותר מסתם מערכת רמקולים, זו אומנות הסאונד בסגנון המסגרת. השילוב של מערכת 6 רמקולים עם תמיכה ב-Dolby Atmos ועיצוב מסגרת תמונה מסוגנן הופכים את המוצר הזה לתוספת המושלמת לכל פנים. ה-Samsung Music Frame החדש כולל טכנולוגיות מתקדמות לרבות Adaptive Audio המספק דיאלוג ברור בכל רמת עוצמת הקול, ואופטימיזציה אוטומטית של החדר לשחזור אודיו עשיר. עם תמיכה בחיבורי Spotify, Tidal Hi-Fi ו-Bluetooth 5.2, כמו גם אינטגרציה של עוזר חכם, הרמקול הזה מוכן לספק לך ... >>

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

עגבניות חייבות להבשיל על השיח 01.03.2006

עגבניות נקטפות לעתים קרובות כשהן עדיין ירוקות או מעט ורודות כדי להבשיל באחסון או במעבר.

עובדי המכון הלאומי למחקר חקלאי באביניון (צרפת) הראו שעגבניות שהבשילו בתנאים טבעיים לא רק טעימות יותר, אלא גם בריאות יותר.

יש להם יותר ויטמין C וקרוטנואידים. אבל אם מסיבה כלשהי אתה צריך להסיר את הפירות מהשיח מבעוד מועד, אז הם לא צריכים להבשיל בחושך, אלא באור, ב 18-25 מעלות צלזיוס. אז התוכן של חומרים שימושיים קרוב לנורמלי.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אורגניזם חי נמצא ללא אוויר

▪ שואבי חלל על מנועי יונים

▪ MPC17C724 - שבב נהג מנוע

▪ רסיבר ימאהה RX-N600

▪ ממיר DC-DC LT3466

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר החשמלאי. PTE. בחירת מאמרים

▪ מאמר צילום. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר מהם הכללים לתחרויות שחמט ואיגרוף? תשובה מפורטת

▪ מאמר סגן מנהל משאבי אנוש. תיאור משרה

▪ מאמר Jukebox לעץ חג המולד. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר תחזיות עם מספרים. סוד התמקדות

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר